UEFI中USB总线驱动的实现框架

Posted 2020-10-14 学习笔记

本文简单介绍一下UEFI中USB驱动的实现框架：

下图是USBD向上层驱动提供的接口：

1.从图中我们可以看出，USBDI的实现主要通过调用HCDI实现 和 访问USB_INTERFACE结构体（该结构体在总线枚举过程中存放了device的相关信息）：

（这里为什么是从interface获取呢？一个device可以包含多个configuration，一个configuration可以包含多个interface，我们可以把device看成一个物理设备，而把interface看成逻辑设备，就是说interface是与driver对应的。比如说我们有一个usb设备，含有两种逻辑功能，就表示它支持两个interface，我们也就需要安装两个device驱动来分别驱动这两个功能。所以如果上层的device驱动通过USBDI获取相关的描述符，也就需要从对应的interface结构体中读取就行了）

 

下图是USBD中操作hub的相关接口实现：

1.这里分为root hub和一般hub，root hub位于Host controller中，从上面的接口实现也可以看出来，root hub的相关操作都是直接通过调用HCDI实现的（即直接操作HC中的PORTSC寄存器）；

 

下图是USBD初始化的简单流程图：

我们设想这样一个链接结构：root hub下挂了一个hub，该hub下有挂了一个device，来分析一下初始化流程：

1.首先初始化root hub，去循环枚举每个port，检测到有hub存在，会去调用UsbEnumerateNewDev()（参考USB2.0 spec 9.1.2），同时注意UsbRootHubEnumeration是一个周期调用的函数，用来查询root hub的各个端口的状态；

2.UsbCreateInterface()会创建interface，并安装USBDI：EFI_USB_IO_PROTOCOL，从这里也可以看出为什么USBDI会从interface获取descriptor；USB总线驱动为每个Interface安装EFI_USB_IO_PROTOCOL

3.判断port口上的device的类型，发现是hub，调用hub的初始化函数，来初始化hub；

4.hub会去注册一个异步中断传输（回调函数为UsbOnHubInterrupt()）（参考前两篇的文章，我们知道UsbOnHubInterrupt()会被周期调用，他又会导致UsbHubEnumeration()被周期调用）；

5.hub发下他下面的port口上有一个device，调用UsbEnumerateNewDev()，最后调用gBS->ConnectController()去查找device的驱动并加载他。

 

USBD初始化完成后，会存在两个被周期调用的函数（类似于Linux中的内核线程）：

1.UsbRootHubEnumeration() - 用来查询root hub上的端口的状态；

2.UsbHubEnumeration() - 用来查询hub上的端口的状态（基于 异步中断传输 实现）。